JP3090450U - Portable information processing device with azimuth display function - Google Patents
Portable information processing device with azimuth display functionInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスプレイ画面の傾斜具合に応じて、常に
最適な方位表示を行う。
【解決手段】 携帯電話に三次元磁気センサ１５を内蔵
し、ディスプレイ画面の横方向にとったＸ軸、縦方向に
とったＹ軸、画面垂直方向にとったＺ軸の３軸方向の地
磁気成分Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）を検出し、Ａ／
Ｄ変換器１６を介してデジタル値を得る。方位表示部１
８は、成分Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ）に基づき、画面１１上に
電子コンパスとしての方位表示を行う。傾斜度認識部１
７は、３軸方向成分に基づき、画面１１の水平方向に対
する傾斜度を認識する。傾斜度が所定のしきい値を越え
ていた場合には、方位表示部１８により、ユーザに対す
る警告表示が行われるとともに、振動機能駆動部１９に
より、携帯電話本体に振動が加えられる。
(57) [Summary] [Problem] To always perform an optimal azimuth display according to the degree of inclination of a display screen. SOLUTION: A three-dimensional magnetic sensor 15 is built in a mobile phone, and geomagnetic components in three axial directions of an X axis taken in the horizontal direction of the display screen, a Y axis taken in the vertical direction, and a Z axis taken in the vertical direction of the screen. H (x), H (y) and H (z) are detected, and A /
A digital value is obtained via the D converter 16. Direction display unit 1
Reference numeral 8 denotes an azimuth display as an electronic compass on the screen 11 based on the components H (x) and H (y). Slope recognition unit 1
7 recognizes the inclination of the screen 11 with respect to the horizontal direction based on the three-axis direction components. When the inclination exceeds a predetermined threshold value, a warning is displayed to the user by the azimuth display unit 18, and vibration is applied to the mobile phone main body by the vibration function driving unit 19.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、方位表示機能をもった携帯型情報処理装置に関し、特に、内蔵した 磁気センサに基いて地磁気を検出し、ディスプレイ画面上に方位を表示する機能 を有する携帯電話、ＧＰＳ装置、ＰＤＡ装置などの携帯型情報処理装置に関する 。 The present invention relates to a portable information processing device having a direction display function, and in particular, a mobile phone, a GPS device, and a PDA device having a function of detecting terrestrial magnetism based on a built-in magnetic sensor and displaying a direction on a display screen. Related to portable information processing devices.
【０００２】[0002]
最近の携帯電話には、自己の現在地をＧＰＳを利用して認識し、現在地周辺の 地図の配信を受けた上で、これをディスプレイ画面上に表示する機能が備わりつ つある。また、装置近傍の地磁気の方向を検出し、地図表示とともに、方位表示 を行う機能をもった携帯電話、ＧＰＳ装置、ＰＤＡ装置なども提案されている。 このような方位表示機能をもった携帯型情報処理装置は、通常、装置内部に二次 元磁気センサを内蔵しており、この二次元磁気センサによって検出された地磁気 の方向に基いて、ディスプレイ画面上に方位表示を行う機能を有している。方位 表示としては、北の方向を示す指標を表示したり、東西南北の方向を表示したり する方法が採られる。ユーザは、この方位表示に基いて、現在地における実際の 方位を認識することができるので、このような機能を有する情報処理装置を電子 コンパスとして利用することが可能になる。 Recent mobile phones are equipped with a function of recognizing their current location using GPS, distributing a map around the current location, and displaying this on a display screen. In addition, a mobile phone, a GPS device, a PDA device, and the like having a function of detecting the direction of the geomagnetism near the device and displaying a map and displaying an azimuth are also proposed. A portable information processing device having such an azimuth display function usually has a two-dimensional magnetic sensor built into the device, and a display screen based on the direction of the terrestrial magnetism detected by the two-dimensional magnetic sensor. It has a function to display the direction above. As the azimuth display, a method of displaying an index indicating the north direction or displaying the directions of east, west, south and north is adopted. Since the user can recognize the actual azimuth at the current location based on the azimuth display, the information processing apparatus having such a function can be used as an electronic compass.
【０００３】[0003]
方位コンパスは、磁針を用いたタイプのものであれ、磁気センサを用いたタイ プのものであれ、方位表示面がほぼ水平面を向くような状態にして利用するのが 一般的であり、方位表示は、この水平面上での東西南北の方位を示すものである 。したがって、方位表示機能をもった携帯電話、ＧＰＳ装置、ＰＤＡ装置などの 携帯型情報処理装置を、電子コンパスとして利用する場合、本来は、方位表示が なされるディスプレイ画面を水平に維持しながら利用することが前提となる。と ころが、携帯電話、ＧＰＳ装置、ＰＤＡ装置などの携帯型情報処理装置の主たる 用途は、電子コンパスとしての用途ではなく、通信を含めた各種情報処理を実行 することにあり、実際には、ディスプレイ画面をある程度立てた状態にして利用 するのが一般的である。ユーザも、ディスプレイ画面を若干立てた状態で使用す るのが習慣となってしまっているため、電子コンパスとしての動作モードに移行 した後も、同じ状態で使用続けることが少なくない。 The direction compass, whether it is a type using a magnetic needle or a type using a magnetic sensor, is generally used with the direction display surface facing almost a horizontal plane. Indicates the east-west-north-south direction on this horizontal plane. Therefore, when a portable information processing device such as a mobile phone, a GPS device, or a PDA device having a direction display function is used as an electronic compass, the display screen on which the direction display is to be performed is originally kept horizontal. It is assumed that However, the main use of portable information processing devices, such as mobile phones, GPS devices, and PDA devices, is not to use them as electronic compasses, but to perform various types of information processing including communication. It is common to use the display screen upright to some extent. It is customary for the user to use the product with the display screen standing slightly up, so it is not unusual for the user to continue using the electronic compass in the same state after switching to the operation mode.
【０００４】 このように、ディスプレイ画面を立てた状態で電子コンパスとしての機能を働 かせると、ディスプレイ画面の方位表示は正しいものにはならない。たとえば、 ディスプレイ画面上に東西南北の表示がなされていたとしても、これらの表示は 、画面を水平に寝かして置いたときの地理的な東西南北の方向を示すものである から、ディスプレイ画面が水平面から傾斜していた場合には、正しい東西南北を 示すものにはならない。もちろん、ディスプレイ画面が水平面から傾斜していた としても、ディスプレイ画面上の表示を、水平面上に寝かした場合の状態を示す 仮想的な方位表示として認識すれば、それなりの意味のある表示として把握する ことはできる。しかしながら、ディスプレイ画面の傾斜角が大きくなればなるほ ど、ディスプレイ画面上の方位表示のもつ意味は失われることになる。また、従 来の二次元磁気センサを用いた機器の場合、装置本体を立てた状態にすればする ほど、地磁気の検出感度は低下することになり、正確な方位表示を行うことがで きなくなる。As described above, when the function as the electronic compass is operated while the display screen is standing, the azimuth display on the display screen is not correct. For example, even if the east, west, north and south are displayed on the display screen, these displays indicate the geographical directions of east, west, south and north when the screen is laid horizontally. If it is inclined from, it does not indicate the correct east-west-north-south. Of course, even if the display screen is inclined from the horizontal plane, if the display on the display screen is recognized as a virtual azimuth display showing the state when lying on the horizontal plane, it will be recognized as a meaningful display. Can do it. However, as the tilt angle of the display screen increases, the meaning of the azimuth display on the display screen is lost. In addition, in the case of a device using a conventional two-dimensional magnetic sensor, the more the device body is set up, the lower the detection sensitivity of terrestrial magnetism and the more difficult it is to display an accurate direction. .
【０００５】 そこで本考案は、ディスプレイ画面の傾斜具合に応じて、常に最適な方位表示 を行う機能をもった携帯型情報処理装置を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a portable information processing apparatus having a function of always performing an optimal azimuth display according to the degree of inclination of a display screen.
【０００６】[0006]
(1) 本考案の第１の態様は、所定の情報処理を実行し、処理結果をディスプ レイ画面上に表示するとともに、ディスプレイ画面上に方位表示を行う機能をも った携帯型情報処理装置において、 ＸＹ平面がディスプレイ画面と平行になり、Ｚ軸がディスプレイ画面に直交す るように、情報処理装置自体に固定されたＸＹＺ三次元直交座標系を定義したと きに、情報処理装置の近傍の地磁気のＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）、Ｙ軸方向成分Ｈ（ ｙ）、Ｚ軸方向成分Ｈ（ｚ）をそれぞれ検出する三次元磁気センサと、 この三次元磁気センサの検出結果に基いて、ディスプレイ画面上に方位表示を 行う方位表示部と、 三次元磁気センサの検出結果に基いて、ディスプレイ画面の水平面に対する傾 斜度を認識する傾斜度認識部と、 を設け、方位表示部による方位表示が行われている際に、傾斜度認識部によっ て認識された傾斜度の程度をユーザに報知する機能を更に設けるようにしたもの である。 (1) A first aspect of the present invention is a portable information processing apparatus having a function of executing predetermined information processing, displaying a processing result on a display screen, and displaying an azimuth on the display screen. In the above, when an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the information processing apparatus itself is defined so that the XY plane is parallel to the display screen and the Z axis is orthogonal to the display screen, the vicinity of the information processing apparatus is defined. A three-dimensional magnetic sensor that detects the X-axis direction component H (x), the Y-axis direction component H (y), and the Z-axis direction component H (z), respectively, based on the detection results of the three-dimensional magnetic sensor. An orientation display unit for displaying an orientation on the display screen, and a gradient recognition unit for recognizing the gradient of the display screen with respect to the horizontal plane based on the detection result of the three-dimensional magnetic sensor. When the azimuth display is carried out, in which as further provided with a function of informing the degree of recognized inclination by the inclination recognizing section to the user.
【０００７】 (2) 本考案の第２の態様は、上述の第１の態様に係る方位表示機能をもった 携帯型情報処理装置において、 方位表示部が、三次元磁気センサのＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）およびＹ軸方向成分 Ｈ（ｙ）に基いて、φ＝arc tan （Ｈ（ｘ）／Ｈ（ｙ））なる演算により、地磁 気の方向のＹ軸に対する変位角φを求め、この変位角φに基いて方位表示を行う ようにしたものである。(2) According to a second aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the first aspect, the azimuth display unit includes an X-axis component of the three-dimensional magnetic sensor. Based on H (x) and the Y-axis direction component H (y), a displacement angle φ of the direction of the geomagnetism with respect to the Y-axis is obtained by an operation of φ = arc tan (H (x) / H (y)). The azimuth is displayed based on the displacement angle φ.
【０００８】 (3) 本考案の第３の態様は、上述の第１または第２の態様に係る方位表示機 能をもった携帯型情報処理装置において、 傾斜度認識部が、三次元磁気センサのＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）およびＹ軸方向成 分Ｈ（ｙ）の両方を考慮した大きさと、三次元磁気センサのＺ軸方向成分Ｈ（ｚ ）の大きさと、を比較することにより傾斜度の認識を行うようにしたものである 。(3) A third aspect of the present invention is the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the first or second aspect, wherein the inclination recognizing unit includes a three-dimensional magnetic sensor. By comparing the magnitude in consideration of both the X-axis component H (x) and the Y-axis component H (y) with the magnitude of the Z-axis component H (z) of the three-dimensional magnetic sensor, This is to recognize the degree.
【０００９】 (4) 本考案の第４の態様は、上述の第３の態様に係る方位表示機能をもった 携帯型情報処理装置において、 傾斜度認識部が、（Ｈ（ｘ）２＋Ｈ（ｙ）２）の平方根と、Ｈ（ｚ）の絶対値 と、を比較することにより傾斜度の認識を行うようにしたものである。(4) According to a fourth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the third aspect, the inclination recognition unit may determine that (H (x) 2 + H ( y) The inclination is recognized by comparing the square root of 2 ) with the absolute value of H (z).
【００１０】 (5) 本考案の第５の態様は、上述の第３の態様に係る方位表示機能をもった 携帯型情報処理装置において、 傾斜度認識部が、Ｈ（ｘ）の絶対値とＨ（ｙ）の絶対値との和と、Ｈ（ｚ）の 絶対値と、を比較することにより傾斜度の認識を行うようにしたものである。(5) According to a fifth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the third aspect, the inclination recognizing unit determines the absolute value of H (x) and the absolute value of H (x). The inclination is recognized by comparing the sum of the absolute value of H (y) and the absolute value of H (z).
【００１１】 (6) 本考案の第６の態様は、上述の第１〜第５の態様に係る方位表示機能を もった携帯型情報処理装置において、 方位表示部が、傾斜度認識部による認識結果に基いて、方位表示の形態を異な らせるようにしたものである。(6) According to a sixth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the first to fifth aspects described above, the azimuth display unit is configured to recognize the azimuth by the inclination recognition unit. Based on the result, the form of the azimuth display is made different.
【００１２】 (7) 本考案の第７の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る方位表示機能を もった携帯型情報処理装置において、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、ユーザに対する警告を行うよう にしたものである。(7) A seventh aspect of the present invention is directed to a portable information processing apparatus having an azimuth display function according to the first to sixth aspects, wherein the inclination exceeds a predetermined threshold value. In such a case, a warning is issued to the user in the event of a failure.
【００１３】 (8) 本考案の第８の態様は、上述の第７の態様に係る方位表示機能をもった 携帯型情報処理装置において、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、方位表示の指標を点滅させるこ とにより警告表示を行うようにしたものである。(8) According to an eighth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the seventh aspect, when the inclination exceeds a predetermined threshold value, The warning display is performed by blinking the indicator of the azimuth display.
【００１４】 (9) 本考案の第９の態様は、上述の第７の態様に係る方位表示機能をもった 携帯型情報処理装置において、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、ディスプレイ画面上にユーザに 対するメッセージを表示することにより警告表示を行うようにしたものである。(9) According to a ninth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the seventh aspect, when the inclination exceeds a predetermined threshold value, A warning message is displayed by displaying a message to the user on the display screen.
【００１５】 (10) 本考案の第１０の態様は、上述の第１〜第９の態様に係る方位表示機能 をもった携帯型情報処理装置において、 方位表示部が、方位表示の指標の全長を、傾斜度が大きくなるほど短く表示す るようにしたものである。(10) According to a tenth aspect of the present invention, in the portable information processing device having the azimuth display function according to the first to ninth aspects, the azimuth display unit includes a total length of the azimuth display index. Is displayed shorter as the inclination increases.
【００１６】 (11) 本考案の第１１の態様は、上述の第１〜第１０の態様に係る方位表示機 能をもった携帯型情報処理装置において、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、情報処理装置全体を振動させる 振動機能駆動部を設け、振動により傾斜度の程度をユーザに報知できるようにし たものである。(11) According to an eleventh aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the first to tenth aspects, the inclination exceeds a predetermined threshold value. In such a case, a vibration function drive unit that vibrates the entire information processing apparatus is provided so that the user can be informed of the degree of the inclination by the vibration.
【００１７】 (12) 本考案の第１２の態様は、上述の第１〜第１１の態様に係る方位表示機 能をもった携帯型情報処理装置において、 三次元磁気センサが、情報処理装置自体に固定されたＩＪＫ非直交座標系にお ける地磁気のＩ軸方向成分Ｈ（ｉ）、Ｊ軸方向成分Ｈ（ｊ）、Ｋ軸方向成分Ｈ（ ｋ）をそれぞれ検出する機能と、ＩＪＫ非直交座標系の各座標軸とＸＹＺ三次元 直交座標系の各座標軸との幾何学的な位置関係に基いて、Ｈ（ｉ），Ｈ（ｊ）， Ｈ（ｋ）の３軸方向成分で示されるＩＪＫ非直交座標系の三次元地磁気ベクトル を、ＸＹＺ三次元直交座標系の三次元地磁気ベクトルに変換する演算を行うこと により、Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）の３軸方向成分を出力する機能と、を有 するようにしたものである。(12) A twelfth aspect of the present invention is the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the above-described first to eleventh aspects, wherein the three-dimensional magnetic sensor is an information processing apparatus itself. A function for detecting the I-axis direction component H (i), the J-axis direction component H (j), and the K-axis direction component H (k) of the geomagnetism in the IJK non-orthogonal coordinate system fixed to Based on the geometric positional relationship between each coordinate axis of the coordinate system and each coordinate axis of the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, IJK represented by three axial components of H (i), H (j), and H (k) By performing an operation of converting a three-dimensional geomagnetic vector in a non-orthogonal coordinate system into a three-dimensional geomagnetic vector in an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the three-axis components of H (x), H (y), and H (z) are obtained. And a function to output
【００１８】 (13) 本考案の第１３の態様は、上述の第１２の態様に係る方位表示機能をも った携帯型情報処理装置において、 三次元磁気センサが、主面に対して傾斜した斜面を有する支持基板と、Ｉ軸， Ｊ軸，Ｋ軸をそれぞれ検出軸とする３つの磁気検出素子と、を有し、少なくとも １つの磁気検出素子がこの斜面に形成されており、Ｉ軸，Ｊ軸，Ｋ軸の３軸は互 いに異なる方向を向き、かつ、同一平面上には含まれないように構成されている ようにしたものである。(13) According to a thirteenth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the twelfth aspect, the three-dimensional magnetic sensor is inclined with respect to the main surface. A support substrate having an inclined surface, and three magnetic detecting elements each having an I axis, a J axis, and a K axis as detecting axes, and at least one magnetic detecting element is formed on the inclined surface; The three axes of the J axis and the K axis are oriented in different directions from each other, and are not included in the same plane.
【００１９】 (14) 本考案の第１４の態様は、上述の第１３の態様に係る方位表示機能をも った携帯型情報処理装置において、 （１００）面を主面とするシリコン基板によって、三次元磁気センサの支持基 板が構成されており、このシリコン基板に、（１１１）面によって構成された斜 面を有する溝が形成されており、この斜面に少なくとも１つの磁気検出素子が形 成されているようにしたものである。(14) According to a fourteenth aspect of the present invention, in the portable information processing apparatus having the azimuth display function according to the thirteenth aspect, the silicon substrate having the (100) plane as the main surface is used. A support substrate of the three-dimensional magnetic sensor is formed, and a groove having a slope formed by the (111) plane is formed in the silicon substrate, and at least one magnetic detection element is formed on the slope. It is something that has been done.
【００２０】[0020]
以下、本考案を図示する実施形態に基いて説明する。本考案は、携帯電話、Ｇ ＰＳ装置、ＰＤＡ装置など、内蔵した磁気センサに基いて地磁気を検出し、ディ スプレイ画面上に方位を表示する機能を有する種々の携帯型情報処理装置に適用 することが可能であるが、ここでは、その中でも特に携帯電話に適用した実施形 態を述べることにする。 Hereinafter, the present invention will be described based on an illustrated embodiment. The present invention is to be applied to various portable information processing devices having a function of detecting terrestrial magnetism based on a built-in magnetic sensor and displaying an azimuth on a display screen, such as a mobile phone, a GPS device, and a PDA device. Although it is possible, here, the embodiment applied especially to a mobile phone will be described.
【００２１】 最近の携帯電話には、自己の現在地をＧＰＳを利用して認識し、現在地周辺の 地図の配信を受けた上で、これをディスプレイ画面上に表示するとともに、周囲 の地磁気の方向を検出し、方位表示を行う機能をもったものが実用化されている 。たとえば、図１の平面図に示されている携帯電話は、装置本体１０に、液晶か らなるディスプレイ画面１１、操作ボタン１２、アンテナ１３が備わっており、 ディスプレイ画面１１には、現在地周辺の地図が表示されている。また、内蔵し た二次元磁気センサにより地磁気の方向を検出し、ディスプレイ画面１１上に、 北を示す指標１４を表示する機能を有している。図示の例は、装置本体１０を水 平に寝かして保持した状態を示しており、ユーザは、ディスプレイ画面１１上に 表示された北を示す指標１４により、アンテナ１３の示す方向が北であることを 認識することができ、その結果、東西南北の方位が図示の方向であることを認識 することができる。Recent mobile phones recognize their current location using GPS, receive distribution of a map around the current location, display this on a display screen, and determine the direction of surrounding geomagnetism. A device having a function of detecting and displaying a direction has been put to practical use. For example, the mobile phone shown in the plan view of FIG. 1 includes a display screen 11 made of liquid crystal, operation buttons 12, and an antenna 13 in a main body 10, and the display screen 11 has a map of the current location area. Is displayed. In addition, it has a function of detecting the direction of terrestrial magnetism by a built-in two-dimensional magnetic sensor and displaying an indicator 14 indicating north on the display screen 11. The illustrated example shows a state in which the apparatus main body 10 is laid horizontally and held, and the user indicates that the direction indicated by the antenna 13 is north by the index 14 indicating north displayed on the display screen 11. Can be recognized, and as a result, it is possible to recognize that the east-west north-south direction is the illustrated direction.
【００２２】 図２は、内蔵された二次元磁気センサの検出値に基いて、北を示す指標１４を 表示する原理を示す平面図である。いま、地磁気の磁力線Ｈが図の一点鎖線で示 す方向を向いていたとする。ここで、装置本体１０を図のように水平に寝かした 状態（ディスプレイ画面１１が水平面を維持する状態）にすると、内蔵された二 次元磁気センサによって、この地磁気の方向を認識することができる。すなわち 、ディスプレイ画面１１の横方向をＸ軸、縦方向（アンテナ１３の伸びる方向） をＹ軸として、内蔵の二次元磁気センサが、互いに直交するＸ軸およびＹ軸方向 の磁気成分を検出する機能をもっていたとすれば、この二次元磁気センサが検出 した地磁気のＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）およびＹ軸方向成分Ｈ（ｙ）は、図示のとお り、磁力線Ｈの各軸方向成分を示すものになる。ここで、装置本体１０に定義し たＹ軸方向（アンテナ１３の伸びる方向）と磁力線Ｈとのなす角をφとすれば、FIG. 2 is a plan view showing a principle of displaying an indicator 14 indicating north based on a detection value of a built-in two-dimensional magnetic sensor. Now, it is assumed that the magnetic field line H of the geomagnetism is directed in the direction shown by the one-dot chain line in the figure. Here, when the apparatus main body 10 is set to a horizontal state as shown in the figure (a state in which the display screen 11 maintains a horizontal plane), the built-in two-dimensional magnetic sensor can recognize the direction of the terrestrial magnetism. That is, with the horizontal direction of the display screen 11 as the X axis and the vertical direction (the direction in which the antenna 13 extends) as the Y axis, the built-in two-dimensional magnetic sensor detects magnetic components in the X and Y directions orthogonal to each other. , The X-axis direction component H (x) and the Y-axis direction component H (y) of the geomagnetism detected by the two-dimensional magnetic sensor indicate the axial components of the magnetic field line H as shown in the figure. become. Here, if the angle between the Y-axis direction (the direction in which the antenna 13 extends) defined in the apparatus main body 10 and the line of magnetic force H is φ,
【００２３】 φ＝arc tan （Ｈ（ｘ）／Ｈ（ｙ）） なる演算により、地磁気の方向のＹ軸に対する変位角φを求めることができ、こ の変位角φに基いて、ディスプレイ画面１１上に方位表示を行うことができる。 図示の例では、北を示す指標１４がＹ軸方向に対して角度φだけ変位した向きに 表示されており、携帯電話が電子コンパスとしての機能を果たしていることにな る。By the calculation of φ = arc tan (H (x) / H (y)), the displacement angle φ of the direction of the earth's magnetism with respect to the Y axis can be obtained, and based on the displacement angle φ, the display screen 11 can be obtained. An orientation display can be provided above. In the illustrated example, the indicator 14 indicating north is displayed in a direction displaced by an angle φ with respect to the Y-axis direction, which means that the mobile phone functions as an electronic compass.
【００２４】 このような方位表示は、本来、装置本体１０を水平状態にした場合にのみ意味 をもつものである。すなわち、図３の側面図に示すように、地面Ｅに対してディ スプレイ画面１１が平行になるような状態にすれば、ディスプレイ画面１１の表 示面であるＸＹ平面は、地面Ｅと平行になる。したがって、内蔵の磁気センサ１ ５の検出値に基いて、図２に示すように北を示す指標１４を表示すれば、この指 標１４の向きと磁力線Ｈの向きとが一致することになる。ところが、図４の側面 図に示すように、装置本体１０が水平面に対して所定角ξだけ傾斜していると、 ディスプレイ画面１１の表示面（ＸＹ平面）も地面Ｅ（水平面）に対して角ξだ け傾斜することになるので、北を示す指標１４も、地面Ｅに対して角ξだけ斜め 上方を向くことになり、本来の磁力線Ｈの向き（北の方角）からずれてしまう。 傾斜角ξが比較的小さい場合には、図４のように傾斜した状態においてディスプ レイ画面１１上に表示された方位表示を、図３のように水平に寝かした場合の状 態を示す仮想的な方位表示として認識すれば、それなりの意味のある表示として 把握することはできる。しかしながら、傾斜角ξが大きくなると、ディスプレイ 画面１１上の方位表示と、実際の地理的な方角との対応関係は著しく失われるこ とになる。Such an azimuth display has a meaning only when the apparatus main body 10 is in a horizontal state. That is, as shown in the side view of FIG. 3, when the display screen 11 is set to be parallel to the ground E, the XY plane, which is the display surface of the display screen 11, is parallel to the ground E. Become. Therefore, if the indicator 14 indicating north is displayed based on the detection value of the built-in magnetic sensor 15 as shown in FIG. 2, the direction of the indicator 14 and the direction of the magnetic field line H will coincide. However, as shown in the side view of FIG. 4, when the apparatus main body 10 is inclined at a predetermined angle に 対 し て with respect to the horizontal plane, the display surface (XY plane) of the display screen 11 also has an angle with respect to the ground E (horizontal plane). Therefore, the index 14 indicating north is also directed obliquely upward by an angle ξ with respect to the ground E, and deviates from the original direction of the magnetic field line H (north direction). When the inclination angle ξ is relatively small, the azimuth display displayed on the display screen 11 in the inclined state as shown in FIG. 4 is a virtual view showing the state when the object is horizontally laid down as shown in FIG. If it is recognized as an appropriate azimuth display, it can be grasped as a meaningful display. However, when the inclination angle ξ increases, the correspondence between the azimuth display on the display screen 11 and the actual geographical direction is significantly lost.
【００２５】 一般ユーザは、携帯電話の本来の機能である通信機能を利用する際に、装置本 体１０をある程度立てた状態にして、操作ボタン１２を操作するのが習慣となっ ている。このため、電子コンパスとしての機能を利用する際にも、装置本体１０ をある程度立てた状態にして、ディスプレイ画面１１を確認することも少なくな い。ところが、上述したように、ディスプレイ画面１１の傾斜角ξが大きくなれ ばなるほど、ディスプレイ画面１１上の方位表示のもつ意味は失われることにな る。また、装置本体１０を立てた状態にすればするほど、磁気センサ１５によっ て検出可能な磁力線Ｈの成分（図２に示すＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分）は 小さくなり、地磁気の検出感度は低下する。特に、図５に示すように、傾斜角ξ ＝９０°となるように装置本体１０を完全に立てた状態にすると、ディスプレイ 画面１１の表示面（ＸＹ平面）は地面Ｅに対して直交することになるため、磁力 線Ｈを検出することができなくなる。It is customary for a general user to operate the operation buttons 12 with the apparatus body 10 standing to some extent when using the communication function which is an original function of the mobile phone. For this reason, even when using the function as an electronic compass, it is not rare to check the display screen 11 with the apparatus main body 10 standing up to some extent. However, as described above, as the inclination angle の of the display screen 11 increases, the meaning of the azimuth display on the display screen 11 is lost. In addition, the more the device main body 10 is set up, the smaller the components of the magnetic field lines H (X-axis direction component and Y-axis direction component shown in FIG. 2) that can be detected by the magnetic sensor 15 are. Sensitivity decreases. In particular, as shown in FIG. 5, when the apparatus main body 10 is completely upright so that the inclination angle ξ = 90 °, the display surface (XY plane) of the display screen 11 is orthogonal to the ground E. Therefore, the line of magnetic force H cannot be detected.
【００２６】 なお、ここでは便宜上、地磁気を示す磁力線Ｈが、地面Ｅに対して平行な方向 を向いているという前提で説明を行っているが、実際には、地磁気を示す磁力線 Ｈは、地面Ｅに対して完全には平行になっていない。しかも、磁力線Ｈの地面Ｅ に対する角度は、地球上の個々の場所ごとにそれぞれ異なっている。このため、 上述の理論は、厳密には、地球上の個々の地点で実際に生じる現象そのものでは なく、若干の誤差を含んだ理論ということになるが、本考案の本質的な技術思想 の説明を行う上では支障はないので、以下の説明においても、地磁気を示す磁力 線Ｈは、便宜的に、地面Ｅに対して平行なものとして取り扱うことにする。Here, for the sake of convenience, the description is made on the assumption that the magnetic field lines H indicating the terrestrial magnetism are oriented in a direction parallel to the ground E. However, the magnetic field lines H indicating the terrestrial magnetism are actually Not perfectly parallel to E. In addition, the angle of the magnetic field line H with respect to the ground E is different for each location on the earth. Therefore, strictly speaking, the above-mentioned theory is not a phenomenon that actually occurs at each point on the earth itself, but a theory that includes some errors, but an explanation of the essential technical idea of the present invention Therefore, in the following description, the lines of magnetic force H indicating terrestrial magnetism will be treated as being parallel to the ground E for convenience.
【００２７】 さて、本考案の目的は、ディスプレイ画面１１の傾斜具合に応じて、常に最適 な方位表示を行う機能をもった携帯型情報処理装置を提供することにある。その 基本的な着想は、方位表示機能をもった携帯型情報処理装置に、三次元磁気セン サを内蔵するようにした点にある。ここでは、携帯電話に本考案を適用した実施 形態を説明する。もちろん、本考案は、携帯電話への適用に限定されるものでは なく、ＧＰＳ装置、ＰＤＡ装置など、所定の情報処理（通信のための処理を含む ）を実行し、処理結果をディスプレイ画面上に表示するとともに、このディスプ レイ画面上に方位表示を行う機能をもった携帯型の情報処理装置に広く適用可能 である。An object of the present invention is to provide a portable information processing apparatus having a function of always displaying an optimal azimuth according to the inclination of the display screen 11. The basic idea is that a three-dimensional magnetic sensor is built into a portable information processing device having a direction display function. Here, an embodiment in which the present invention is applied to a mobile phone will be described. Of course, the present invention is not limited to application to a mobile phone, but executes predetermined information processing (including processing for communication) such as a GPS device or a PDA device, and displays a processing result on a display screen. The present invention can be widely applied to portable information processing apparatuses having a function of displaying an azimuth on the display screen while displaying the information.
【００２８】 ここで述べる本考案の一実施形態に係る携帯電話の外観は、上述した従来の携 帯電話の外観と全く同じであり、図１に示すように、装置本体１０には、ディス プレイ画面１１、操作ボタン１２、アンテナ１３が設けられており、図２に示す ように、北を示す指標１４を表示する機能を有している。ただ、装置本体１０に 内蔵されている磁気センサ１５は、従来のような二次元磁気センサではなく、三 次元磁気センサとなっている。すなわち、ＸＹ平面がディスプレイ画面１１と平 行になり、Ｚ軸がディスプレイ画面１１に直交するように、装置本体１０に固定 されたＸＹＺ三次元直交座標系を定義したときに、この装置本体１０の近傍の地 磁気ＨのＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）、Ｙ軸方向成分Ｈ（ｙ）、Ｚ軸方向成分Ｈ（ｚ） をそれぞれ検出する三次元磁気センサが備わっている。このＸＹＺ三次元直交座 標系は、装置本体１０自体に固定された座標系であり、図３，図４，図５の側面 図に示されているとおり、装置本体１０の傾斜とともに傾斜する座標系である。The external appearance of the mobile phone according to the embodiment of the present invention described here is exactly the same as the external appearance of the above-mentioned conventional mobile phone, and as shown in FIG. A screen 11, operation buttons 12, and an antenna 13 are provided, and have a function of displaying an index 14 indicating north as shown in FIG. However, the magnetic sensor 15 built in the apparatus main body 10 is not a conventional two-dimensional magnetic sensor but a three-dimensional magnetic sensor. That is, when an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the apparatus main body 10 is defined so that the XY plane is parallel to the display screen 11 and the Z axis is orthogonal to the display screen 11, A three-dimensional magnetic sensor for detecting the X-axis direction component H (x), the Y-axis direction component H (y), and the Z-axis direction component H (z) of the nearby geomagnetism H is provided. This XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system is a coordinate system fixed to the apparatus body 10 itself, and as shown in the side views of FIGS. System.
【００２９】 図６は、この実施形態に係る携帯電話における、本考案に直接関連する構成要 素を示すブロック図である。もちろん、この携帯電話には、本来の通信機能を果 たす構成要素が備わっているが、図６では、本考案に直接関連しない構成要素に ついては図示を省略してある。三次元磁気センサ１５は、上述したように、装置 本体１０に固定されたＸＹＺ三次元直交座標系における地磁気Ｈの各座標軸方向 成分Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）を検出する機能を有する。この実施形態では 、三次元磁気センサ１５からの各検出値は、アナログ信号であるため、Ａ／Ｄ変 換器１６によって、デジタル信号に変換する処理を行うようにしている。こうし てデジタル信号に変換された各検出値Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）は、傾斜度 認識部１７へ与えられる。また、検出値Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ）は、方位表示部１８ にも与えられる（後述するように、方位表示部１８は、Ｚ軸方向成分Ｈ（ｚ）を 必要としない）。FIG. 6 is a block diagram showing components of the mobile phone according to this embodiment that are directly related to the present invention. Of course, this cellular phone is provided with components that perform the essential communication function, but in FIG. 6, components that are not directly related to the present invention are not shown. As described above, the three-dimensional magnetic sensor 15 detects the coordinate axis direction components H (x), H (y), and H (z) of the geomagnetism H in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the device main body 10. Has functions. In this embodiment, since each detection value from the three-dimensional magnetic sensor 15 is an analog signal, the A / D converter 16 performs a process of converting it into a digital signal. The detection values H (x), H (y), and H (z) thus converted into digital signals are provided to the gradient recognizing unit 17. The detected values H (x) and H (y) are also provided to the azimuth display unit 18 (as will be described later, the azimuth display unit 18 does not need the Z-axis direction component H (z)).
【００３０】 方位表示部１８は、与えられた検出値Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ）に基いて、ディスプ レイ画面１１上に方位表示を行う機能を有する。この機能は、上述した従来の二 次元磁気センサを内蔵した携帯電話における方位表示機能と同等である。すなわ ち、三次元磁気センサ１５が検出したＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）およびＹ軸方向成分 Ｈ（ｙ）に基いて、 φ＝arc tan （Ｈ（ｘ）／Ｈ（ｙ）） なる演算により、地磁気の方向のＹ軸に対する変位角φを求め、図２に示すよう に、変位角φに基いてディスプレイ画面１１上に方位表示を行う。The azimuth display unit 18 has a function of displaying an azimuth on the display screen 11 based on the given detection values H (x) and H (y). This function is equivalent to the azimuth display function in the above-described conventional mobile phone having a built-in two-dimensional magnetic sensor. That is, based on the X-axis direction component H (x) and the Y-axis direction component H (y) detected by the three-dimensional magnetic sensor 15, an operation of φ = arc tan (H (x) / H (y)) Thus, the displacement angle φ of the direction of the earth's magnetism with respect to the Y axis is obtained, and as shown in FIG. 2, an azimuth display is performed on the display screen 11 based on the displacement angle φ.
【００３１】 一方、傾斜度認識部１７は、三次元磁気センサ１５の検出結果に基いて、ディ スプレイ画面１１の水平面に対する傾斜度を認識する構成要素である。本考案の 主眼は、ディスプレイ画面１１上に、方位表示部１８による方位表示が行われて いる際に、傾斜度認識部１７によって認識された傾斜度の程度をユーザに報知す る機能を設け、方位表示が正しいものであるか否かの判断材料をユーザに提供で きるようにする点にある。ここに示す実施形態の場合、方位表示部１８に、傾斜 度認識部１７による認識結果に基いて、方位表示の形態を異ならせる機能をもた せ、傾斜度の程度をユーザに報知するようにしている。具体的には、たとえば、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、ユーザに対する警告表示を行うよ うにしておけばよい。警告表示は、ディスプレイ画面１１上に所定の方法で行う ようにする。もっとも、ユーザに対する警告は、必ずしも視覚的認識が可能な表 示という形式で行う必要はなく、音などによる警告を行ってもよい。On the other hand, the inclination recognizing unit 17 is a component for recognizing the inclination of the display screen 11 with respect to the horizontal plane based on the detection result of the three-dimensional magnetic sensor 15. The main point of the present invention is to provide a function for notifying the user of the degree of the inclination recognized by the inclination recognition unit 17 when the azimuth is displayed by the azimuth display unit 18 on the display screen 11, This is to provide the user with information for determining whether or not the azimuth display is correct. In the case of the embodiment shown here, the azimuth display unit 18 is provided with a function of changing the form of azimuth display based on the recognition result by the inclination recognizing unit 17 to notify the user of the degree of the inclination. ing. Specifically, for example, when the inclination exceeds a predetermined threshold value, a warning display to the user may be displayed. The warning is displayed on the display screen 11 by a predetermined method. However, the warning to the user does not necessarily need to be performed in the form of a display that can be visually recognized, but may be performed by a sound or the like.
【００３２】 たとえば、方位表示部１８が、図２に示すように、北を示す指標１４をディス プレイ画面１１上に表示する処理を実行しているときに、傾斜度が所定のしきい 値を越えた場合、この方位表示の指標１４を点滅させることにより、ユーザに対 して警告を行うようにしておけば、ユーザは、装置本体１０全体を寝かせるよう にしないと、正しい方位表示が行われない可能性があることを認識することがで きる。あるいは、傾斜度が所定のしきい値を越えた場合に、ユーザに対する何ら かのメッセージを表示するようにしてもよい。たとえば、図２のディスプレイ画 面１１上に、北を示す指標１４とともに、「正確な方位表示を行うために、装置 を寝かせてください！」といったメッセージを表示するようにすれば、ユーザに 対して適切な警告を行うことが可能になる。もちろん、上記メッセージを音声で 発し、警告を行うようにしてもよい。For example, as shown in FIG. 2, when the azimuth display unit 18 is executing a process of displaying the indicator 14 indicating north on the display screen 11, the inclination is set to a predetermined threshold value. If it exceeds, by flashing the indicator 14 of the azimuth display to warn the user, the user can perform the correct azimuth display unless the entire apparatus body 10 is laid down. You can recognize that there is no possibility. Alternatively, when the inclination exceeds a predetermined threshold, some message to the user may be displayed. For example, if a message such as "Please lay the device down to display the correct orientation" is displayed on the display screen 11 of FIG. An appropriate warning can be given. Of course, the above message may be issued by voice to give a warning.
【００３３】 傾斜度に関するしきい値は、たとえば、図４に示すように傾斜角ξを定義し、 ξ＝４５°のように、絶対的な角度値として設定することも可能であるが、三次 元磁気センサ１５の出力に基いて相対的なしきい値を設定してもよい。具体的に は、傾斜度認識部１７に、三次元磁気センサのＸ軸方向成分Ｈ（ｘ）およびＹ軸 方向成分Ｈ（ｙ）を合成した大きさと、三次元磁気センサのＺ軸方向成分Ｈ（ｚ ）の大きさと、を比較することにより傾斜度の認識を行う機能を設けておけばよ い。ここに示す実施形態では、図６の傾斜度認識部１７のブロック内に示されて いるとおり、次の２とおりの比較方法を用意している。第１の比較方法は、（Ｈ （ｘ）２＋Ｈ（ｙ）２）の平方根と、Ｈ（ｚ）の絶対値と、を比較する方法であ る。第２の比較方法は、Ｈ（ｘ）の絶対値とＨ（ｙ）の絶対値との和と、Ｈ（ｚ ）の絶対値と、を比較する方法である。いずれの場合も、後者が前者よりも大き い場合には、傾斜度がしきい値を越えたものと判断し、傾斜度認識部１７から方 位表示部１８に対して、その旨を示す報知信号が出力されるようにする。実用上 は、いずれか一方の比較方法を採るか、あるいは、２つの比較方法を併用し、い ずれか一方の比較方法においてしきい値を越えた場合には報知信号を出力するよ うにすればよい。方位表示部１８は、このような報知信号を受け取ったときに、 上述した種々の方法により、ディスプレイ画面１１上に何らかの警告表示を行う 。The threshold value for the degree of inclination can be defined as an absolute angle value such as, for example, defining an inclination angle ξ as shown in FIG. 4 and ４５ = 45 °. A relative threshold value may be set based on the output of the original magnetic sensor 15. Specifically, the magnitude of the X-axis direction component H (x) and the Y-axis direction component H (y) of the three-dimensional magnetic sensor and the Z-axis component H A function for recognizing the degree of inclination by comparing the magnitude of (z) with the magnitude may be provided. In the embodiment shown here, as shown in the block of the gradient recognizing unit 17 in FIG. 6, the following two comparison methods are prepared. The first comparison method is a method of comparing the square root of (H (x) 2 + H (y) 2 ) with the absolute value of H (z). The second comparison method is a method of comparing the sum of the absolute value of H (x) and the absolute value of H (y) with the absolute value of H (z). In any case, when the latter is larger than the former, it is determined that the inclination exceeds the threshold, and the inclination recognizing unit 17 notifies the position display unit 18 of the fact. Make the signal output. In practice, either one of the comparison methods may be used, or the two comparison methods may be used in combination, and if either of the comparison methods exceeds the threshold value, a notification signal is output. Good. When receiving such a notification signal, the azimuth display unit 18 displays some kind of warning on the display screen 11 by the various methods described above.
【００３４】 以上述べた方法は、傾斜度認識部１７によって、傾斜度がしきい値を越えたか 否かを認識し、越えた場合には、方位表示部１８によって所定の警告表示を行う 、という手法であり、ユーザには、傾斜度がしきい値を越えたか否かという二値 情報のみが報知されることになる。これに対して、認識された傾斜度に関するよ り詳しい情報をユーザに報知することも可能である。たとえば、傾斜度が所定の しきい値を越えた場合には、上述したように、方位表示を点滅させるようにし、 更に、傾斜度が大きくなるほど、点滅速度を速めるような設定を行うことも可能 である。あるいは、方位表示の指標の全長を変えることにより、ユーザに傾斜度 の程度を報知するようにしてもよい。具体的には、方位表示の指標の全長を、傾 斜度が大きくなるほど短く表示するようにしておけば、ユーザは、指標の長さに よって傾斜度を認識することができ、指標が短くなっていた場合には、装置本体 １０を水平になるように傾けることにより、指標を伸ばす操作を行うことができ るようになる。According to the method described above, the inclination recognizing unit 17 recognizes whether or not the inclination exceeds a threshold, and when the inclination exceeds the threshold, a predetermined warning display is displayed on the azimuth display unit 18. This is a technique, and the user is notified only of binary information indicating whether or not the inclination exceeds the threshold. On the other hand, it is also possible to notify the user of more detailed information on the recognized inclination. For example, if the inclination exceeds a predetermined threshold, the azimuth display blinks as described above, and the blinking speed can be set to increase as the inclination increases. It is. Alternatively, the user may be notified of the degree of inclination by changing the total length of the azimuth display index. Specifically, if the total length of the azimuth indicator is displayed shorter as the inclination becomes larger, the user can recognize the inclination according to the length of the index, and the index becomes shorter. In such a case, by tilting the apparatus main body 10 so as to be horizontal, an operation of extending the index can be performed.
【００３５】 なお、傾斜度認識部１７によって認識された傾斜度の程度をユーザに報知する 方法としては、必ずしも視覚的な報知方法を採る必要はない。ここに示す実施形 態では、図６のブロック図に示すように、振動機能駆動部１９を更に設け、傾斜 度が所定のしきい値を越えていた場合に、装置本体１０全体を振動させることに より、振動により傾斜度の程度をユーザに報知できるようにしてある。すなわち 、傾斜度認識部１７により、傾斜度がしきい値を越えたものと判断された場合、 その旨を示す報知信号が、方位表示部１８と振動機能駆動部１９との双方に与え られる。この報知信号を受け取った方位表示部１８は、既に述べたように、ディ スプレイ画面１１上に何らかの警告表示を行うことにより、ユーザに視覚的な報 知を行う。一方、この報知信号を受け取った振動機能駆動部１９は、装置本体１ ０を振動させることにより、ユーザに触覚的な報知を行うことになる。一般的な 携帯電話には、ユーザに着信を知らせるための振動機能が備わっているものが多 い。振動機能駆動部１９は、このような着信を知らせるための既存の振動機能を 利用して構成するようにすればよい。It should be noted that a method of notifying the user of the degree of the inclination recognized by the inclination recognizing unit 17 does not necessarily require a visual notification method. In the embodiment shown here, as shown in the block diagram of FIG. 6, a vibration function drive section 19 is further provided, and when the inclination exceeds a predetermined threshold, the entire apparatus main body 10 is vibrated. Thus, the user can be notified of the degree of the inclination by vibration. In other words, when the inclination recognizing unit 17 determines that the inclination exceeds the threshold value, a notification signal indicating this is given to both the azimuth display unit 18 and the vibration function driving unit 19. The azimuth display unit 18 that has received the notification signal provides a visual notification to the user by performing some kind of warning display on the display screen 11 as described above. On the other hand, the vibration function drive unit 19 that has received the notification signal vibrates the apparatus main body 10 to provide a tactile notification to the user. Many general mobile phones have a vibration function to notify the user of an incoming call. The vibration function drive unit 19 may be configured using an existing vibration function for notifying such an incoming call.
【００３６】 最後に、本考案に係る方位表示機能をもった携帯型情報処理装置に内蔵するの に適した三次元磁気センサの具体的な構成例を述べておく。図７は、この構成例 に係る三次元磁気センサの基本構造を示す斜視図である。図示のとおり、シリコ ンからなる支持基板１００の上面中央部には、開口部分が正方形状の溝Ｇが形成 されている。この溝Ｇは、天地を逆にした裁頭正四角錐状（正四角錐の頭部を底 面に平行な切断面によって切断除去した形状）をしており、第１の側面１１０， 第２の側面１２０，第３の側面１３０，第４の側面１４０はいずれも台形をなし 、底面１５０は正方形をしている。この溝Ｇの周囲部１６０は、支持基板１００ のもともとの上面であった部分である。この構成例では、図示のとおり、第１の 側面１１０に、第１の磁気検出素子Ｍ１１および第２の磁気検出素子Ｍ１２が配 置されており、第３の側面１３０に、第３の磁気検出素子Ｍ１３が配置されてい る。Finally, a specific configuration example of the three-dimensional magnetic sensor suitable for being incorporated in the portable information processing device having the azimuth display function according to the present invention will be described. FIG. 7 is a perspective view showing the basic structure of the three-dimensional magnetic sensor according to this configuration example. As shown in the figure, a groove G having a square opening is formed in the center of the upper surface of the support substrate 100 made of silicon. This groove G has a truncated square pyramid shape (a shape obtained by cutting and removing the head of the square pyramid by a cutting plane parallel to the bottom surface) with the top and bottom inverted, and has a first side surface 110 and a second side surface. 120, the third side surface 130, and the fourth side surface 140 are all trapezoidal, and the bottom surface 150 is square. The peripheral portion 160 of the groove G is a portion that was originally the upper surface of the support substrate 100. In this configuration example, as shown, a first magnetic detection element M11 and a second magnetic detection element M12 are disposed on a first side surface 110, and a third magnetic detection element M12 is disposed on a third side surface. An element M13 is provided.
【００３７】 図８は、図７に示す三次元磁気センサの上面図、図９は、図８に示す三次元磁 気センサを切断線９−９に沿って切断した断面図である。ここでは、図７に示す ように、支持基板１００の底部の右手前隅に原点Ｏをとり、奥行き方向にＸ軸、 左方向にＹ軸、上方向にＺ軸をとり、ＸＹＺ三次元直交座標系を定義する。別言 すれば、Ｘ軸は、第１の側面１１０および第３の側面１３０の上辺に沿った方向 に定義され、Ｙ軸は、第２の側面１２０および第４の側面１４０の上辺に沿った 方向に定義され、Ｚ軸は、支持基板１００の主面（上面および下面）に対して垂 直な方向に定義されることになる。したがって、図８では、右下位置に原点Ｏが 定義され、図の上方向がＸ軸、図の左方向がＹ軸、紙面に対して垂直な方向がＺ 軸となり、図９では、図の上方向がＺ軸、図の左方向がＹ軸、紙面に対して垂直 な方向がＸ軸となる。FIG. 8 is a top view of the three-dimensional magnetic sensor shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the three-dimensional magnetic sensor shown in FIG. 8 taken along a cutting line 9-9. Here, as shown in FIG. 7, the origin O is set at the right front corner of the bottom of the support substrate 100, the X axis is set in the depth direction, the Y axis is set in the left direction, and the Z axis is set in the upper direction. Define the system. In other words, the X axis is defined in a direction along the upper sides of the first side 110 and the third side 130, and the Y axis is along the upper sides of the second side 120 and the fourth side 140. The Z axis is defined in a direction perpendicular to the main surface (upper surface and lower surface) of the support substrate 100. Therefore, in FIG. 8, the origin O is defined at the lower right position, the upper direction of the figure is the X axis, the left direction of the figure is the Y axis, and the direction perpendicular to the paper is the Z axis. The upward direction is the Z axis, the left direction in the figure is the Y axis, and the direction perpendicular to the paper is the X axis.
【００３８】 一方、３つの磁気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３は、いずれも細長い層状の 素子であり、所定の検出軸方向の磁気を検出する機能を有している。このような 所定の検出軸方向の磁気検出が可能な素子としては、たとえば、ホール素子、異 方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ素子：Anisotropic MagnetoResistance ）、巨大磁気 抵抗素子（ＧＭＲ素子：Giant MagnetoResistance ）などが知られている。ここ では、図示する３つの磁気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３の検出軸を、それぞ れＩ軸，Ｊ軸，Ｋ軸と呼ぶことにする。この構成例では、図９に示す断面（溝Ｇ を形成する裁頭正四角錐を、その頂点を通り第２の側面１２０の上辺および第４ の側面１４０の上辺に平行な面で切断した断面）において、この断面に対して垂 直な方向（紙面に垂直な方向）が第１の磁気検出素子Ｍ１１の検出軸であるＩ軸 となっており、この断面における第１の側面１１０に沿った方向が第２の磁気検 出素子Ｍ１２の検出軸であるＪ軸となっており、この断面における第３の側面１ ３０に沿った方向が第３の磁気検出素子Ｍ１３の検出軸であるＫ軸となっている 。第１の磁気検出素子Ｍ１１は、図８の上面図においては、その長手方向がＹ軸 に沿っており、幅方向に配置された検出軸Ｉの向きは、Ｘ軸方向に一致する。一 方、第２の磁気検出素子Ｍ１２は、その長手方向はＸ軸に沿っているものの、図 ９に示すように、幅方向に配置された検出軸Ｊの向きは、第１の斜面１１０に沿 った斜め左上方向になる。同様に、第３の磁気検出素子Ｍ１３は、その長手方向 はＸ軸に沿っているものの、図９に示すように、幅方向に配置された検出軸Ｋの 向きは、第３の斜面１３０に沿った斜め右上方向になる。On the other hand, each of the three magnetic detecting elements M11, M12, and M13 is an elongated layered element and has a function of detecting magnetism in a predetermined detection axis direction. Examples of such an element capable of detecting the magnetic field in the predetermined detection axis direction include a Hall element, an anisotropic magnetoresistive element (AMR element: Anisotropic MagnetoResistance), and a giant magnetoresistive element (GMR element: Giant MagnetoResistance). Are known. Here, the detection axes of the illustrated three magnetic detection elements M11, M12, and M13 are referred to as an I axis, a J axis, and a K axis, respectively. In this configuration example, a cross section shown in FIG. 9 (a cross section in which the truncated square pyramid forming the groove G is cut by a plane that passes through the vertex and is parallel to the upper side of the second side surface 120 and the upper side of the fourth side surface 140) In this case, the direction perpendicular to this section (the direction perpendicular to the plane of the paper) is the I axis which is the detection axis of the first magnetic detection element M11, and the direction along the first side surface 110 in this section. Is the J axis which is the detection axis of the second magnetic detection element M12, and the direction along the third side surface 130 in this cross section is the K axis which is the detection axis of the third magnetic detection element M13. Has become. 8, the longitudinal direction of the first magnetic detection element M11 is along the Y axis, and the direction of the detection axis I arranged in the width direction coincides with the X axis direction. On the other hand, although the second magnetic sensing element M12 has a longitudinal direction along the X axis, as shown in FIG. 9, the direction of the sensing axis J arranged in the width direction is aligned with the first slope 110. The direction is diagonally upper left. Similarly, although the third magnetic detection element M13 has a longitudinal direction along the X axis, as shown in FIG. 9, the direction of the detection axis K arranged in the width direction is on the third slope 130. Along the diagonally upper right.
【００３９】 図１０は、３つの磁気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３の各検出軸Ｉ，Ｊ，Ｋ と、三次元直交座標系の各座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚとの幾何学的な位置関係を示す図で ある。溝Ｇを構成する第１の側面１１０および第３の側面１３０と、支持基板１ ００の主面（上面もしくは下面）とのなす角をθとすれば、支持基板１００の主 面であるＸＹ平面に対して、ＩＪ平面（第１の側面１１０）およびＩＫ平面（第 ３の側面１３０）はいずれも角度θだけ傾斜した平面になる。ここで、三次元ベ クトルＨとして把握される地磁気について、第１の磁気検出素子Ｍ１１によって 検出されたＩ軸方向成分をＨ（ｉ）とし、第２の磁気検出素子Ｍ１２によって検 出されたＪ軸方向成分をＨ（ｊ）とし、第３の磁気検出素子Ｍ１３によって検出 されたＫ軸方向成分をＨ（ｋ）とすれば、三次元磁気ベクトルＨは、ＩＪＫ非直 交座標系を用いた３つの検出値Ｈ（ｉ），Ｈ（ｊ），Ｈ（ｋ）によって表現され ることになる。ここで、ＩＪＫ座標系も、ＸＹＺ座標系も、不変の固定された座 標系であるから、同一の地磁気ベクトルＨについて、ＩＪＫ座標系での検出値Ｈ （ｉ），Ｈ（ｊ），Ｈ（ｋ）と、ＸＹＺ座標系での検出値Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ）， Ｈ（ｚ）との間には、幾何学的な演算に基づいて一義的な関係が定まる。FIG. 10 shows the geometric positional relationship between the detection axes I, J, K of the three magnetic detection elements M11, M12, M13 and the coordinate axes X, Y, Z of the three-dimensional rectangular coordinate system. FIG. If the angle between the first side surface 110 and the third side surface 130 forming the groove G and the main surface (upper surface or lower surface) of the support substrate 100 is θ, an XY plane which is the main surface of the support substrate 100 On the other hand, both the IJ plane (first side surface 110) and the IK plane (third side surface 130) are planes inclined by the angle θ. Here, regarding the geomagnetism grasped as the three-dimensional vector H, the component in the I-axis direction detected by the first magnetic detection element M11 is defined as H (i), and J detected by the second magnetic detection element M12. Assuming that the axial component is H (j) and the K-axis component detected by the third magnetic detecting element M13 is H (k), the three-dimensional magnetic vector H is obtained by using an IJK non-orthogonal coordinate system. It is represented by three detection values H (i), H (j), and H (k). Here, since both the IJK coordinate system and the XYZ coordinate system are invariant fixed coordinate systems, detection values H (i), H (j), H (H) for the same geomagnetic vector H in the IJK coordinate system are used. A unique relationship is determined between (k) and the detection values H (x), H (y), H (z) in the XYZ coordinate system based on a geometric operation.
【００４０】 図１０の上段に示す具体的な幾何学構成の場合、座標軸Ｉは座標軸Ｘと等価で あり、座標軸ＪおよびＫは、ＹＺ平面上に含まれ、Ｙ軸に対して角度±θだけ傾 斜した軸であるから、三角関数を用いた幾何学演算により、最終的に、図１０の 下段に示すような関係が一義的に定まる。すなわち、 Ｈ（ｘ）＝Ｈ（ｉ） Ｈ（ｙ）＝（Ｈ（ｊ）−Ｈ（ｋ））／２ cosθ Ｈ（ｚ）＝（Ｈ（ｊ）＋Ｈ（ｋ））／２ sinθ なる演算を実行することによって、ＩＪＫ非直交座標系の三次元磁気ベクトルＨ を、ＸＹＺ三次元直交座標系の三次元磁気ベクトルＨに変換することが可能にな る。In the case of the specific geometric configuration shown in the upper part of FIG. 10, the coordinate axis I is equivalent to the coordinate axis X, and the coordinate axes J and K are included on the YZ plane and have an angle ± θ with respect to the Y axis. Since the axis is inclined, the relationship as shown in the lower part of FIG. 10 is finally determined uniquely by the geometric operation using the trigonometric function. That is, H (x) = H (i) H (y) = (H (j) −H (k)) / 2 cos θ H (z) = (H (j) + H (k)) / 2 sin θ By executing the above, it becomes possible to convert the three-dimensional magnetic vector H of the IJK non-orthogonal coordinate system into the three-dimensional magnetic vector H of the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system.
【００４１】 結局、図７に示すような構造をもった支持基板１００上に、図示のとおり３つ の磁気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３を配置した上で、図１１に示すような信 号処理回路を用意すれば、ＸＹＺ三次元直交座標系における地磁気ベクトルＨの 各軸方向成分を得ることが可能になる。座標系変換部８０は、各磁気検出素子Ｍ １１，Ｍ１２，Ｍ１３から出力されるＩＪＫ座標系の検出値Ｈ（ｉ），Ｈ（ｊ） ，Ｈ（ｋ）を取り込み、上記関係式に基づく演算を施し、ＸＹＺ座標系の検出値 Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）に変換して出力する機能をもった構成要素である 。実用上は、各磁気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３から出力される検出値Ｈ（ ｉ），Ｈ（ｊ），Ｈ（ｋ）はアナログ信号となるので、座標系変換部８０は、Ａ ／Ｄ変換器を介して、これら検出値をデジタル信号として取り込み、デジタル回 路を用いて上記関係式に基づく変換演算を行い、デジタル信号として、ＸＹＺ座 標系の検出値Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）を出力する機能を有する構成要素に なる。After all, three magnetic sensing elements M11, M12, and M13 are arranged on the supporting substrate 100 having the structure shown in FIG. 7 as shown in FIG. If a circuit is prepared, each axial component of the geomagnetic vector H in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system can be obtained. The coordinate system conversion unit 80 takes in the detection values H (i), H (j), and H (k) of the IJK coordinate system output from each of the magnetic detection elements M11, M12, and M13, and calculates based on the above relational expression. , And has a function of converting the detected value into a detection value H (x), H (y), H (z) of the XYZ coordinate system and outputting the converted value. In practice, the detection values H (i), H (j), and H (k) output from each of the magnetic detection elements M11, M12, and M13 are analog signals. These detected values are fetched as digital signals via a converter, and a conversion operation based on the above relational expression is performed using a digital circuit, and the detected values H (x), H (y) of the XYZ coordinate system are converted into digital signals. ), H (z).
【００４２】 したがって、図７に示す構造体と図１１に示す信号処理回路は、図６に示す磁 気センサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６として機能することになる。傾斜度認識部 １７や方位表示部１８に対しては、ＸＹＺ三次元直交座標系における地磁気ベク トルＨの各軸方向成分Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）を与える必要があるが、座 標系変換部８０による変換演算を行うような構成にしたため、各磁気検出素子Ｍ １１，Ｍ１２，Ｍ１３から直接出力される検出値Ｈ（ｉ），Ｈ（ｊ），Ｈ（ｋ） が、ＩＪＫ座標系の検出値であったとしても、支障は生じない。なお、図７に示 す例では、３つの磁気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３をすべて溝Ｇの側面を構 成するいずれかの斜面に形成しているが、必ずしも３つの磁気検出素子すべてを 斜面に形成する必要はない。たとえば、１つまたは２つの磁気検出素子を、上面 １６０（支持基板１００の主面）に形成してもかまわない。要するに、ＩＪＫ座 標系の３つの座標軸は、互いに異なる方向を向き、かつ、同一平面上には含まれ ないように構成されていれば足りる。少なくとも１つの磁気検出素子を斜面上に 形成するようにすれば、このような条件を容易に満足させることができる。もち ろん、座標系変換演算の数式は、個々の磁気検出素子をどの面に配置し、どのよ うな方向に検出軸を設定するかによって異なる。Therefore, the structure shown in FIG. 7 and the signal processing circuit shown in FIG. 11 function as the magnetic sensor 15 and the A / D converter 16 shown in FIG. It is necessary to give the axial components H (x), H (y), and H (z) of the geomagnetic vector H in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system to the inclination recognition unit 17 and the azimuth display unit 18. Are configured to perform the conversion operation by the coordinate system conversion unit 80, so that the detection values H (i), H (j), and H (k) directly output from the respective magnetic detection elements M11, M12, and M13. However, no problem occurs even if the detected value is in the IJK coordinate system. In the example shown in FIG. 7, all three magnetic sensing elements M11, M12, and M13 are formed on any of the slopes constituting the side surface of the groove G, but all three magnetic sensing elements are not necessarily formed on the slope. Need not be formed. For example, one or two magnetic sensing elements may be formed on the upper surface 160 (the main surface of the support substrate 100). In short, it suffices that the three coordinate axes of the IJK coordinate system are oriented in different directions from each other and are not included on the same plane. If at least one magnetic sensing element is formed on a slope, such a condition can be easily satisfied. Of course, the mathematical formula of the coordinate system conversion operation differs depending on which surface the individual magnetic detection elements are arranged and in which direction the detection axis is set.
【００４３】 このように、斜面を利用して磁気検出素子を配置するようにすると、３つの磁 気検出素子Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３の検出軸を直交させることはできないため、 上述したような座標系変換演算が必要になり、そのために座標系変換部８０を設 ける必要がある。しかしながら、センサ本体の物理的な構造は、図７に示すよう に、支持基板１００の中央部に傾斜側面を有する溝Ｇを形成し、支持基板１００ の上面１６０や溝Ｇの傾斜側面１１０〜１４０に磁気検出素子を配置した単純な 構造になる。この構造は、一般的な半導体製造プロセスを利用した量産を可能と する構造となっている。既に述べたとおり、支持基板１００上に形成されている 溝Ｇは、裁頭正四角錐状をしている。実は、このような形状をもった溝Ｇは、（ １００）面を主面とするシリコン基板に対する異方性エッチング（エッチング速 度が、結晶方位面によって異なる性質をもったエッチング）を行うことにより自 然に形成できる。その際の溝Ｇ内の各側面１１０〜１４０と、基板主面とのなす 角θは、シリコン結晶の方位性から、θ＝５４．７４°になり、溝Ｇの各側面は シリコンの（１１１）面となる。もちろん、溝Ｇを更に深く掘り、正四角錐状に してもかまわない。As described above, if the magnetic detection elements are arranged by using the slope, the detection axes of the three magnetic detection elements M11, M12, and M13 cannot be made orthogonal to each other. A conversion operation is required, and therefore, a coordinate system conversion unit 80 needs to be provided. However, as shown in FIG. 7, the physical structure of the sensor body is such that a groove G having an inclined side surface is formed at the center of the support substrate 100, and the upper surface 160 of the support substrate 100 and the inclined side surfaces 110 to 140 of the groove G are formed. It has a simple structure in which the magnetic sensing elements are arranged. This structure enables mass production using a general semiconductor manufacturing process. As described above, the groove G formed on the support substrate 100 has a truncated square pyramid shape. In fact, the groove G having such a shape can be formed by performing anisotropic etching (etching having a property in which the etching speed varies depending on the crystal orientation plane) on a silicon substrate having a (100) plane as a main surface. It can be formed naturally. At this time, the angle θ between each of the side surfaces 110 to 140 in the groove G and the main surface of the substrate is θ = 54.74 ° from the orientation of the silicon crystal, and each side surface of the groove G is (111) of silicon. ) Face. Of course, the groove G may be dug deeper into a regular pyramid shape.
【００４４】 このように、本発明に係る三次元磁気センサを製造する上で、（１００）面を 主面とするシリコン基板を支持基板１００として用いることは非常に好都合であ る。また、シリコン基板は、表面を酸化させる工程を行うことにより、表面に酸 化膜を形成することができるので、この酸化膜を絶縁膜として利用し、その上に 磁気検出素子を配置すれば都合がよい。少なくとも磁気検出素子を配置する部分 にシリコン酸化膜を形成しておけば、磁気検出素子を電気的に絶縁された状態に 保つことができる。また、このシリコン酸化膜上に、磁気検出素子に対する配線 層を形成することも容易にできる。なお、シリコン酸化膜のかわりに、ＣＶＤ法 などで形成したシリコン窒化膜を絶縁膜として利用してもかまわない。As described above, in manufacturing the three-dimensional magnetic sensor according to the present invention, it is very convenient to use the silicon substrate having the (100) plane as the main surface as the support substrate 100. In addition, since an oxide film can be formed on the surface of a silicon substrate by performing a step of oxidizing the surface, it is convenient to use this oxide film as an insulating film and dispose a magnetic sensing element thereon. Is good. If a silicon oxide film is formed at least at a portion where the magnetic sensing element is arranged, the magnetic sensing element can be kept electrically insulated. Further, a wiring layer for the magnetic sensing element can be easily formed on the silicon oxide film. Note that, instead of the silicon oxide film, a silicon nitride film formed by a CVD method or the like may be used as the insulating film.
【００４５】[0045]
以上のとおり本考案によれば、ディスプレイ画面の傾斜具合に応じて、常に最 適な方位表示を行う機能をもった携帯型情報処理装置を提供することが可能にな る。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a portable information processing apparatus having a function of always displaying an optimal azimuth display according to the degree of inclination of a display screen.
【図１】地図および方位表示の機能をもった一般的な携
帯電話の外観を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the appearance of a general mobile phone having a map and an azimuth display function.
【図２】一般的な携帯電話において、北を示す指標を表
示する原理を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a principle of displaying an indicator indicating north in a general mobile phone.
【図３】一般的な携帯電話を水平に寝かした状態を示す
側面図である。FIG. 3 is a side view showing a state where a general mobile phone is laid horizontally.
【図４】一般的な携帯電話を傾斜角ξだけ傾斜させた状
態を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a state in which a general mobile phone is inclined by an inclination angle ξ.
【図５】一般的な携帯電話を垂直に立てた状態を示す側
面図である。FIG. 5 is a side view showing a state in which a general mobile phone is set upright.
【図６】本考案を携帯型情報処理装置に適用した場合の
関連構成要素を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing related components when the present invention is applied to a portable information processing device.
【図７】本考案に利用するのに適した三次元磁気センサ
の構成例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of a three-dimensional magnetic sensor suitable for use in the present invention.
【図８】図７に示す三次元磁気センサの上面図である。8 is a top view of the three-dimensional magnetic sensor shown in FIG.
【図９】図８に示す三次元磁気センサを切断線９−９に
沿って切断した断面を示す側断面図である。9 is a side cross-sectional view showing a cross section of the three-dimensional magnetic sensor shown in FIG. 8 taken along a cutting line 9-9.
【図１０】図９に示す三次元磁気センサ上に定義された
ＩＪＫ座標系とＸＹＺ座標系との関係を示す側面図であ
る。10 is a side view showing a relationship between an IJK coordinate system and an XYZ coordinate system defined on the three-dimensional magnetic sensor shown in FIG.
【図１１】図１０に示された２つの座標系の変換を行う
ことにより、ＸＹＺ座標系の検出値を得る検出回路を示
すブロック図である。11 is a block diagram illustrating a detection circuit that obtains a detection value in an XYZ coordinate system by performing conversion between the two coordinate systems illustrated in FIG.
１０…装置本体 １１…ディスプレイ画面 １２…操作ボタン １３…アンテナ １４…北を示す指標（方位表示） １５…磁気センサ １６…Ａ／Ｄ変換器 １７…傾斜度認識部 １８…方位表示部 １９…振動機能駆動部 ８０…座標系変換部 １００…支持基板 １１０〜１４０…溝Ｇの側面 １５０…溝Ｇの底面 １６０…支持基板の上面 Ｅ…地面 Ｇ…溝 Ｈ…地磁気の磁力線 Ｈ（ｘ）…地磁気のＸ軸方向成分 Ｈ（ｙ）…地磁気のＹ軸方向成分 Ｈ（ｚ）…地磁気のＺ軸方向成分 Ｈ（ｉ）…地磁気のＩ軸方向成分 Ｈ（ｊ）…地磁気のＪ軸方向成分 Ｈ（ｋ）…地磁気のＫ軸方向成分 Ｉ，Ｊ，Ｋ…非直交座標系の座標軸 Ｍ１１〜Ｍ１３…磁気検出素子 Ｏ…座標系の原点 Ｘ，Ｙ，Ｚ…直交座標系の座標軸 θ…支持基板の主面に対する斜面の傾斜角 φ…水平面上での磁力線の変位角 ξ…水平面に対する傾斜角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Device main body 11 ... Display screen 12 ... Operation button 13 ... Antenna 14 ... Index which shows the north (azimuth display) 15 ... Magnetic sensor 16 ... A / D converter 17 ... Incline degree recognition part 18 ... Azimuth display part 19 ... Vibration Functional drive unit 80 Coordinate system conversion unit 100 Support substrate 110 to 140 Side surface of groove G 150 Bottom surface of groove G 160 Upper surface of support substrate E Ground Ground G Groove H Magnetic lines of magnetic field H (x) Geomagnetic H (y): Geomagnetic Y-axis component H (z): Geomagnetic Z-axis component H (i): Geomagnetic I-axis component H (j): Geomagnetic J-axis component H (K): K-axis direction component of geomagnetism I, J, K: Coordinate axes of non-orthogonal coordinate system M11 to M13: Magnetic detecting element O: Origin of coordinate system X, Y, Z: Coordinate axis of orthogonal coordinate system θ: Support substrate Of the slope with respect to the main surface of Angle of inclination with respect to the displacement angle ξ ... the horizontal plane of the magnetic lines of force of the above
Claims (14)
ィスプレイ画面上に表示するとともに、前記ディスプレ
イ画面上に方位表示を行う機能をもった携帯型の情報処
理装置であって、 ＸＹ平面が前記ディスプレイ画面と平行になり、Ｚ軸が
前記ディスプレイ画面に直交するように、前記情報処理
装置自体に固定されたＸＹＺ三次元直交座標系を定義し
たときに、前記情報処理装置の近傍の地磁気のＸ軸方向
成分Ｈ（ｘ）、Ｙ軸方向成分Ｈ（ｙ）、Ｚ軸方向成分Ｈ
（ｚ）をそれぞれ検出する三次元磁気センサと、 前記三次元磁気センサの検出結果に基いて、前記ディス
プレイ画面上に方位表示を行う方位表示部と、 前記三次元磁気センサの検出結果に基いて、前記ディス
プレイ画面の水平面に対する傾斜度を認識する傾斜度認
識部と、 を備え、前記方位表示部による方位表示が行われている
際に、前記傾斜度認識部によって認識された傾斜度の程
度をユーザに報知する機能を更に有することを特徴とす
る方位表示機能をもった携帯型情報処理装置。1. A portable information processing apparatus having a function of executing predetermined information processing, displaying a processing result on a display screen, and displaying an azimuth on the display screen. When an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system fixed to the information processing device itself is defined so that it is parallel to the display screen and the Z axis is orthogonal to the display screen, X-axis component H (x), Y-axis component H (y), Z-axis component H
A three-dimensional magnetic sensor that respectively detects (z); an azimuth display unit that displays an azimuth on the display screen based on the detection result of the three-dimensional magnetic sensor; And a gradient recognition unit that recognizes the gradient of the display screen with respect to the horizontal plane.When the azimuth display is performed by the azimuth display unit, the degree of the gradient recognized by the gradient recognition unit is determined. A portable information processing apparatus having an azimuth display function, further comprising a function of notifying a user.
て、 方位表示部が、三次元磁気センサのＸ軸方向成分Ｈ
（ｘ）およびＹ軸方向成分Ｈ（ｙ）に基いて、φ＝arc
tan （Ｈ（ｘ）／Ｈ（ｙ））なる演算により、地磁気の
方向のＹ軸に対する変位角φを求め、前記変位角φに基
いて方位表示を行うことを特徴とする方位表示機能をも
った携帯型情報処理装置。2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the azimuth display unit includes an X-axis direction component H of the three-dimensional magnetic sensor.
(X) and the Y-axis direction component H (y), φ = arc
The azimuth display function is characterized in that a displacement angle φ of the direction of the earth's magnetism with respect to the Y axis is obtained by an operation of tan (H (x) / H (y)), and azimuth display is performed based on the displacement angle φ. Portable information processing device.
において、 傾斜度認識部が、三次元磁気センサのＸ軸方向成分Ｈ
（ｘ）およびＹ軸方向成分Ｈ（ｙ）の両方を考慮した大
きさと、三次元磁気センサのＺ軸方向成分Ｈ（ｚ）の大
きさと、を比較することにより傾斜度の認識を行うこと
を特徴とする方位表示機能をもった携帯型情報処理装
置。3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the inclination recognizing unit includes an X-axis direction component H of the three-dimensional magnetic sensor.
Recognition of the degree of inclination is performed by comparing the magnitude in consideration of both (x) and the Y-axis direction component H (y) with the magnitude of the Z-axis direction component H (z) of the three-dimensional magnetic sensor. A portable information processing device that has a characteristic azimuth display function.
て、 傾斜度認識部が、（Ｈ（ｘ）２＋Ｈ（ｙ）２）の平方根
と、Ｈ（ｚ）の絶対値と、を比較することにより傾斜度
の認識を行うことを特徴とする方位表示機能をもった携
帯型情報処理装置。4. The information processing apparatus according to claim 3, wherein the gradient recognizing unit compares a square root of (H (x) 2 + H (y) 2 ) with an absolute value of H (z). A portable information processing apparatus having an azimuth display function characterized in that the inclination degree is recognized by using the information.
て、 傾斜度認識部が、Ｈ（ｘ）の絶対値とＨ（ｙ）の絶対値
との和と、Ｈ（ｚ）の絶対値と、を比較することにより
傾斜度の認識を行うことを特徴とする方位表示機能をも
った携帯型情報処理装置。5. The information processing apparatus according to claim 3, wherein the gradient recognizing unit calculates a sum of an absolute value of H (x) and an absolute value of H (y) and an absolute value of H (z). A portable information processing device having an azimuth display function characterized in that the inclination is recognized by comparing.
理装置において、 方位表示部が、傾斜度認識部による認識結果に基いて、
方位表示の形態を異ならせる機能を有することを特徴と
する方位表示機能をもった携帯型情報処理装置。6. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the azimuth display unit is configured to perform the operation based on a recognition result by the inclination recognition unit.
A portable information processing apparatus having an azimuth display function, which has a function of changing an azimuth display mode.
理装置において、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、ユーザに
対する警告を行うことを特徴とする方位表示機能をもっ
た携帯型情報処理装置。7. The information processing apparatus according to claim 1, wherein a warning is issued to a user when the inclination exceeds a predetermined threshold. A portable information processing device.
て、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、方位表示
の指標を点滅させることにより警告表示を行うことを特
徴とする方位表示機能をもった携帯型情報処理装置。8. The information processing apparatus according to claim 7, wherein when the inclination exceeds a predetermined threshold, a warning display is performed by blinking an index of the direction display. A portable information processing device with a display function.
て、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、ディスプ
レイ画面上にユーザに対するメッセージを表示すること
により警告表示を行うことを特徴とする方位表示機能を
もった携帯型情報処理装置。9. The information processing apparatus according to claim 7, wherein when the inclination exceeds a predetermined threshold value, a warning is displayed by displaying a message to the user on a display screen. A portable information processing device having an orientation display function.
処理装置において、 方位表示部が、方位表示の指標の全長を、傾斜度が大き
くなるほど短く表示することを特徴とする方位表示機能
をもった携帯型情報処理装置。10. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the azimuth display unit displays the total length of the azimuth display index shorter as the inclination increases. Portable information processing device with
報処理装置において、 傾斜度が所定のしきい値を越えていた場合に、情報処理
装置全体を振動させる振動機能駆動部を設け、振動によ
り傾斜度の程度をユーザに報知できるようにしたことを
特徴とする方位表示機能をもった携帯型情報処理装置。11. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising: a vibration function drive unit that vibrates the entire information processing apparatus when the inclination exceeds a predetermined threshold value. A portable information processing apparatus having an azimuth display function, wherein a degree of inclination can be notified to a user by vibration.
報処理装置において、 三次元磁気センサが、前記情報処理装置自体に固定され
たＩＪＫ非直交座標系における地磁気のＩ軸方向成分Ｈ
（ｉ）、Ｊ軸方向成分Ｈ（ｊ）、Ｋ軸方向成分Ｈ（ｋ）
をそれぞれ検出する機能と、前記ＩＪＫ非直交座標系の
各座標軸とＸＹＺ三次元直交座標系の各座標軸との幾何
学的な位置関係に基いて、前記Ｈ（ｉ），Ｈ（ｊ），Ｈ
（ｋ）の３軸方向成分で示されるＩＪＫ非直交座標系の
三次元地磁気ベクトルを、ＸＹＺ三次元直交座標系の三
次元地磁気ベクトルに変換する演算を行うことにより、
Ｈ（ｘ），Ｈ（ｙ），Ｈ（ｚ）の３軸方向成分を出力す
る機能と、を有することを特徴とする方位表示機能をも
った携帯型情報処理装置。12. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional magnetic sensor comprises: an I-axis direction component H of terrestrial magnetism in an IJK non-orthogonal coordinate system fixed to the information processing apparatus itself.
(I), J-axis direction component H (j), K-axis direction component H (k)
H (i), H (j), and H (j) based on the function of detecting the
By performing an operation of converting a three-dimensional geomagnetic vector of the IJK non-orthogonal coordinate system represented by the three-axis component of (k) into a three-dimensional geomagnetic vector of the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system,
A portable information processing apparatus having an azimuth display function characterized by having a function of outputting three-axis directional components of H (x), H (y), and H (z).
いて、 三次元磁気センサが、主面に対して傾斜した斜面を有す
る支持基板と、Ｉ軸，Ｊ軸，Ｋ軸をそれぞれ検出軸とす
る３つの磁気検出素子と、を有し、少なくとも１つの磁
気検出素子が前記斜面に形成されており、前記Ｉ軸，Ｊ
軸，Ｋ軸の３軸は互いに異なる方向を向き、かつ、同一
平面上には含まれないように構成されていることを特徴
とする方位表示機能をもった携帯型情報処理装置。13. The information processing apparatus according to claim 12, wherein the three-dimensional magnetic sensor has a support substrate having a slope inclined with respect to the main surface, and I-axis, J-axis, and K-axis as detection axes. And three magnetic detecting elements, wherein at least one magnetic detecting element is formed on the slope, and the I axis, J
A portable information processing apparatus having an azimuth display function, characterized in that three axes, ie, an axis and a K axis, face different directions and are not included on the same plane.
いて、 （１００）面を主面とするシリコン基板によって、三次
元磁気センサの支持基板が構成されており、このシリコ
ン基板に、（１１１）面によって構成された斜面を有す
る溝が形成されており、前記斜面に少なくとも１つの磁
気検出素子が形成されていることを特徴とする方位表示
機能をもった携帯型情報処理装置。14. The information processing apparatus according to claim 13, wherein the silicon substrate having the (100) plane as a main surface constitutes a support substrate of the three-dimensional magnetic sensor, and the silicon substrate has (111) A portable information processing device having an azimuth display function, wherein a groove having a slope constituted by a surface is formed, and at least one magnetic detection element is formed on the slope.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003313U JP3090450U (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Portable information processing device with azimuth display function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003313U JP3090450U (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Portable information processing device with azimuth display function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3090450U true JP3090450U (en) | 2002-12-13 |
Family
ID=43241667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002003313U Expired - Lifetime JP3090450U (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Portable information processing device with azimuth display function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090450U (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004354182A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | Thin-film magnetic sensor and manufacturing method thereof |
| US10410605B2 (en) | 2012-07-09 | 2019-09-10 | Blackberry Limited | System and method for determining a display orientation of a mobile device |
| CN111522493A (en) * | 2008-08-22 | 2020-08-11 | 谷歌有限责任公司 | Navigation in three-dimensional environment on mobile device |
-
2002
- 2002-06-04 JP JP2002003313U patent/JP3090450U/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004354182A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | Thin-film magnetic sensor and manufacturing method thereof |
| CN111522493A (en) * | 2008-08-22 | 2020-08-11 | 谷歌有限责任公司 | Navigation in three-dimensional environment on mobile device |
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